اثر تنش خشکی بر صفات مورفولوژی، فیزیولوژی و میزان بیان نسبی ژن‌های مهم آنتی اکسیدانی در کلزا

هدف: این مطالعه با هدف بررسی اثر سطوح مختلف تنش خشکی بر صفات مورفولوژی و فیزیولوژی گیاه کلزا و بررسی بیان نسبی ژن‌های آنتی اکسیدانی به منظور شناسایی نحوه پاسخ آنتی اکسیدانی ژنوتیپ متحمل در سطوح مختلف تنش خشکی انجام شد.مواد و روش‌ها: آزمایش به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی نامتعادل در انتهای مرحله 5 برگی گیاه کلزا در 3 تکرار در سال 1401 در گلخانه دانشکده علوم کشاورزی دانشگاه گیلان انجام شد. اثر سطوح مختلف تنش خشکی شامل سطوح بدون تنش (100 درصد)، تنش کم (75 درصد)، تنش متوسط (50 درصد)، تنش شدید (25 درصد) و تنش بسیار شدید (20 درصد ظرفیت زراعی) بر صفات مورفولوژی و فیزیولوژی در ژنوتیپ‌های پاییزه slm046 و licord کلزا انجام شد. همچنین بررسی میزان بیان نسبی ژن‌های مهم آنتی اکسیدانی فردوکسین nadp+ اکسیدوردوکتاز (fnr) و nadph تیوردوکسن ردوکتاز (ntr) در ژنوتیپ متحمل با استفاده از real time pcr براساس روش لیواک انجام شد.نتایج: اثر متقابل تنش در ژنوتیپ برای صفات طول ریشه، وزن خشک اندام هوایی، وزن خشک ریشه، ضریب آلومتریک، وزن آب ریشه، کلروفیل a، کلروفیل b، کلروفیل کل، کاروتنویید و آنتوسیانین در سطح احتمال 1 درصد معنی‌دار بود. در سطح 20 درصد fcضریب آلومتریک و در تمامی سطوح تنش وزن خشک ریشه در ژنوتیپ slm046 بیش‌تر از licord بود. اعمال تنش خشکی در سطح 75 درصد fc سبب کاهش محتوای نسبی آب برگ در ژنوتیپ‌ها شد. همچنین اعمال تنش در سطح 20 درصد fc سبب کاهش سطح برگ و اعمال همه سطوح تنش سبب کاهش میزان آنتوسیانین در هر دو ژنوتیپ شد. اعمال تنش در سطح 20 درصد fc سبب افزایش میزان کلروفیل b و کلروفیل کل در ژنوتیپslm046 شد. اعمال تنش خشکی در سطوح مختلف سبب کاهش کلروفیل a وb ، کلروفیل کل و کاروتنویید در ژنوتیپ licord شد. نتایج نشان داد که در سطوح بالاتر تنش در ژنوتیپ slm046 بیان ژن‌های fnr و ntr افزایش یافت. نتیجه‌گیری: به نظر می‌رسد که در شرایط تنش خشکی شدید و بسیار شدید ژنوتیپ slm046 تحمل بیش‌تری نسبت به تنش خشکی دارد. احتمالا افزایش بیان fnr که تولید nadph را به دنبال دارد، به وسیله افزایش بیان ژن ntr تعدیل می‌شود و از این طریق با تنظیم بیان ژن‌های‌ درگیر در استرس اکسیداتیو می‌تواند سبب تحمل به تنش خشکی و بقای گیاه در ژنوتیپ متحمل شود.

the effect of drought stress on morphological and physiological traits and the relative expression of important antioxidant genes in canola

objective: this study was conducted for investigating the effect of drought different levels on morphological and physiological traits of canola and investigating relative expression of antioxidant genes to identify the antioxidant response of tolerant genotype at drought different levels.materials and methods: the factorial experiment based on unbalanced completely random design was conducted at the end of the 5 leaf stage of canola in 3 replications in the greenhouse of agricultural sciences faculty of gilan university on the year 2022. the effect of different drought levels, including non stress (100%), low (75%), medium (50%), severe (25%) and very severe stress (20%fc) on morphological and physiological traits in slm046 and licord canola genotypes, as well as the relative expression of important antioxidant genes of ferredoxin nadp+oxidoreductase (fnr) and nadph thioredoxin reductase (ntr) in the tolerant genotype were investigated using real time pcr based on livak method. results: the interaction effect of stress on genotype for root length, shoot and root dry weight, allometric coefficient, root water weight, chlorophyll a and b, total chlorophyll, carotenoid and anthocyanin was significant at 1% probability level. the allometric coefficient at 20%fc, and root dry weight at all levels were higher in slm046 than licord under drought stress. drought stress caused a decrease in rwc at 75% fc in both genotypes. also, the drough treatment at the level of 20% fc caused a decrease in the leaf area and the treatment of all stress levels caused a decrease in the amount of anthocyanin in both genotypes. the stress treatment at 20%fc increased the amount of chlorophyll b and total chlorophyll in slm046 genotype. the treatment at all stress levels decreased the chlorophyll a and b, total chlorophyll and carotenoid in licord genotype. the results showed that the expression of fnr and ntr genes increased in slm046 genotype at higher stress levels.conclusions: it seems that the slm046 is tolerant under severe and very severe drought. the increase in fnr expression, which leads to the production of nadph, is regulated by the ntr expression, and by regulating the expression of genes involved in oxidative stress, it can cause drought tolerance and plant survival in tolerant genotype.